Чугун Советский патент 1991 года по МПК C22C37/08 

(Л

С

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к низколегированным чугунам, предназначенным для изготовления ответственных деталей, например поршневых колец двигателей внутреннего сгоралия. Цель изобретения - повышение сопротивления ползучести и релаксации напряжений и ползучести при повышенных температурах. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мае.%: углерод 3,5-3,9; кремний 2,4-2,9; марганец 0,45-0,75; фосфор 0,3-0,65; хром 0,12-0,3; никель 0,06-0,5; молибден 0,01-0,5; титан 0,01-0,15; ванадий 0,005-0,2; магний 0,002-0,02; железо - остальное. Чугун имеет ац 50,9 кг/мм , HRB 101, упругость 2,75 кг, коэффициент упругости при 400°С 0,09. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким легированным чугунам. предназначенным для изготовления ответственных деталей, например поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение сопротивления ползучести и релаксации напряжений при повышенных температурах.

Предлагаемый чугун, содержащий железо, углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, титан, ванадий, фосфор, дополнительно содержит магний и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод3,5-3,9

Кремний2,4-2,9

Марганец 0,40-0,75

Фосфор 0,3-0,65

Хром0,12-0,3

Никель0,06-0,5

Молибден0,02-0,35

Медь0,01-0,5

Титан0,01-0,15

Магний0,002-0,02

Барий0,001-0,004

ЖелезоОстальное

Чугун выплавляют в электрической печи, в шихте используют литейные и передельные чугуны, полупродукт углеродистый, лигатуру ФХНМоЗ, чугунный лом, содержащий 8-10% кремния, 4% титана и 0,5% ванадия, и возврат серого и высокопрочного чугунов, образующийся при производстве поршневых колец. При закалке чугун модифицируют 0,4% ферросиликобария.

Проводят 4 плавки предлагаемого чугуна и три плавки известного с различным

О х|

00 00 00

ю

содержанием химических элементов. С каждой плавки отливают партии верхних компрессионных поршневых колец ЗИЛ-130, проводят их механическую обработку и испытание. Определяют предел прочности на изгиб, упругость и твердость поршневых колец, а также коэффициент потери упругости, который рассчитывают по формуле:

до

A-At

где А - величина замка в свободном состоянии, мм;

At - величина замка после выдержки кольца в сжатом состоянии при 400°С в течение 4 ч и охлаждении на воздухе.

Полученные результаты испытаний приведены в таблице,

Как видно из таблицы, прочность, упругость и твердость поршневых колец, изготовленных из предлагаемого чугуна, примерно одинаковы с теми же характеристиками известного чугуна. Однако коэффициент потери упругости при выдержке в течение 4 ч при 400°С у предлагаемого чугуна более, чем в два раза ниже, чем у известного, что указывает не более высокую способность его к сопротивлению ползучести и релаксации напряжений. Данное обстоятельство благоприятно сказывается на работе двигателя внутреннего сгорания, его надежность, долговечность и экономичность.

Механизм стабилизации упругих свойств при повышенных температурах чугуна заключается в положительном влиянии активных элементов магния и бария по нейтрализации отрицательного действия серы

и кислорода на свойства металлической мат рицы. Взаимодействуя с серой и кислоро дом с образованием сульфидов и оксидов, которые в процессе плавки удаляются в

шлак, активные элементы повышают сопротивляемость чугуна ползучести и релаксации напряжений, измельчают структуру металлической матрицы.

Технология выплавки предлагаемого чугуна не меняется по сравнению с используемой для известного чугуна. Кроме того, для предлагаемого чугуна возможно увеличение доли возврата в шихте, что позволяет снизить себестоимость производства литых заготовок.

Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, Марганец, фосфор, хром, никель, молибден, медь, титан, ванадий и железо, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения сопротивления ползучести и релаксации напряжений при повышенных температурах, он дополнительно содержит магний и барий при следующем соотношении компонентов,

мас.%:

si

1,01.8 0,40,10,05 0,25 0.10,01 ,05 0,DPI

ент потери PLIи при 4ЛП°Г, ЛО

2,4

108

0,18

тячъ мое